2.1、编程语言的介绍
编程语言的介绍
编程语言总体分以为机器语言、汇编语言、高级语言
机器语言
由于计算机内部只能接受二进制代码,因此,用二进制代码0和1描述的指令称为机器指令,全部机器指令的集合构成计算机的机器语言,用机器语言编程的程序称为目标程序。只有目标程序才能被计算机直接识别和执行。但是机器语言编写的程序无明显特征,难以记忆,不便阅读和书写,且依赖于具体机种,局限性很大,机器语言属于低级语言。
用机器语言编写程序,编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时,程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出,还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作。编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且,编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。
机器语言是微处理器理解和使用的,用于控制它的操作二进制代码。
汇编语言
汇编语言的实质和机器语言是相同的,都是直接对硬件操作,只不过指令采用了英文缩写的标识符,更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作。例如移动、自增,因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错,而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识,但汇编语言的优点也是显而易见的,用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能够实现的,而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小,而且执行速度很快。
高级语言
分为:编译类(如C、C++、Delphi等),解释类(如Python、Java、PHP、Ruby等)
高级语言是大多数编程者的选择。和汇编语言相比,它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令,并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节,例如使用堆栈、寄存器等,这样就大大简化了程序中的指令。同时,由于省略了很多细节,编程者也就不需要有太多的专业知识。
高级语言主要是相对于汇编语言而言,它并不是特指某一种具体的语言,而是包括了很多编程语言,像最简单的编程语言PASCAL语言也属于高级语言。
高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别,必须经过转换才能被执行,按转换方式可将它们分为两类:
编译类:编译是指在应用源程序执行之前,就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言),因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行(编译后生成的可执行文件,是cpu可以理解的2进制的机器码组成的),使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改,必须先修改源代码,再重新编译生成新的目标文件(* .obj,也就是OBJ文件)才能执行,只有目标文件而没有源代码,修改很不方便。
编译后程序运行时不需要重新翻译,直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高,依赖编译器,跨平台性差些。如C、C++、Delphi等
解释类:执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”,应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言),一边执行,因此效率比较低,而且不能生成可独立执行的可执行文件,应用程序不能脱离其解释器(想运行,必须先装上解释器,就像跟老外说话,必须有翻译在场),但这种方式比较灵活,可以动态地调整、修改应用程序。如Python、Java、PHP、Ruby等语言。
总结:
机器语言: 优点是最底层,速度最快,缺点是最复杂,开发效率最低
汇编语言: 优点是比较底层,速度最快,缺点是复杂,开发效率最低
高级语言:编译型语言执行速度快,不依赖语言环境运行,跨平台差解释型跨平台好,一份代码,到处使用,缺点是执行速度慢,依赖解释器运行
主流编程语言介绍
C语言:
C语言是一种计算机程序设计语言,它既具有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出,1978年后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上,它可以作为工作系统设计语言,编写系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛,具备很强的数据处理能力,不仅仅是在软件开发上,而且各类科研都需要用到C语言,适于编写系统软件,三维,二维图形和动画,具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。
C++:
C++是C语言的继承的扩展,它既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计。C++擅长面向对象程序设计的同时,还可以进行基于过程的程序设计,因而C++就适应的问题规模而论,大小由之。
C++不仅拥有计算机高效运行的实用性特征,同时还致力于提高大规模程序的编程质量与程序设计语言的问题描述能力。
JAVA:
Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台(即JavaSE, JavaEE, JavaME)的总称。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性,广泛应用于个人PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网,同时拥有全球最大的开发者专业社群。在全球云计算和移动互联网的产业环境下,Java更具备了显著优势和广阔前景。
PHP:
PHP(外文名:PHP: Hypertext Preprocessor,中文名:“超文本预处理器”)是一种通用开源脚本语言。语法吸收了C语言、Java和Perl的特点,利于学习,使用广泛,主要适用于Web开发领域
Ruby:
Ruby 是开源的,在Web 上免费提供,但需要一个许可证。[4]
Ruby 是一种通用的、解释的编程语言。
Ruby 是一种真正的面向对象编程语言。
Ruby 是一种类似于 Python 和 Perl 的服务器端脚本语言。
Ruby 可以用来编写通用网关接口(CGI)脚本。
Ruby 可以被嵌入到超文本标记语言(HTML)。
Ruby 语法简单,这使得新的开发人员能够快速轻松地学习 Ruby
GO:
Go 是一个开源的编程语言,它能让构造简单、可靠且高效的软件变得容易。
Go是从2007年末由Robert Griesemer, Rob Pike, Ken Thompson主持开发,后来还加入了Ian Lance Taylor, Russ Cox等人,并最终于2009年11月开源,在2012年早些时候发布了Go 1稳定版本。现在Go的开发已经是完全开放的,并且拥有一个活跃的社区。
由其擅长并发编程
Python:
Python是一门优秀的综合语言, Python的宗旨是简明、优雅、强大,在人工智能、云计算、金融分析、大数据开发、WEB开发、自动化运维、测试等方向应用广泛,已是全球第4大最流行的语言。
python介绍
Python的创始人为吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)
Python可以应用于众多领域,如:数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用Python,如:Youtube、Dropbox、BT、Quora(中国知乎)、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。
目前Python主要应用领域:
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WEB开发——最火的Python web框架Django, 支持异步高并发的Tornado框架,短小精悍的flask,bottle, Django官方的标语把Django定义为the framework for perfectionist with deadlines(大意是一个为完全主义者开发的高效率web框架)
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网络编程——支持高并发的Twisted网络框架, py3引入的asyncio使异步编程变的非常简单
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爬虫——爬虫领域,Python几乎是霸主地位,Scrapy\Request\BeautifuSoap\urllib等,想爬啥就爬啥
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云计算——目前最火最知名的云计算框架就是OpenStack,Python现在的火,很大一部分就是因为云计算
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人工智能、数据分析—— Python 是目前公认的人工智能和数据分析领域的必备语言
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自动化运维——问问中国的每个运维人员,运维人员必须会的语言是什么?10个人相信会给你一个相同的答案,它的名字叫Python
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金融分析——我个人之前在金融行业,10年的时候,我们公司写的好多分析程序、高频交易软件就是用的Python,到目前,Python是金融分析、量化交易领域里用的最多的语言
- 科学运算—— 97年开始,NASA就在大量使用Python在进行各种复杂的科学运算,随着NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等众多程序库的开发,使的Python越来越适合于做科学计算、绘制高质量的2D和3D图像。和科学计算领域最流行的商业软件Matlab相比,Python是一门通用的程序设计语言,比Matlab所采用的脚本语言的应用范围更广泛
- 游戏开发——在网络游戏开发中Python也有很多应用。相比Lua or C++,Python 比 Lua 有更高阶的抽象能力,可以用更少的代码描述游戏业务逻辑,与 Lua 相比,Python 更适合作为一种 Host 语言,即程序的入口点是在 Python 那一端会比较好,然后用 C/C++ 在非常必要的时候写一些扩展。Python 非常适合编写 1 万行以上的项目,而且能够很好地把网游项目的规模控制在 10 万行代码以内。另外据我所知,知名的游戏 < 文明 > 就是用Python写的
Python的种类及介绍
- Cpython
Python的官方版本,使用C语言实现,使用最为广泛,CPython实现会将源文件(py文件)转换成字节码文件(pyc文件),然后运行在Python虚拟机上。 - Jyhton
Python的Java实现,Jython会将Python代码动态编译成Java字节码,然后在JVM上运行。 - IronPython
Python的C#实现,IronPython将Python代码编译成C#字节码,然后在CLR上运行。(与Jython类似) - PyPy(特殊)
Python实现的Python,将Python的字节码字节码再编译成机器码。 - RubyPython、Brython ...
Python下载
Python最新源码,二进制文档,新闻资讯等可以在Python的官网查看到:
Python官网:https://www.python.org/
你可以在以下链接中下载 Python 的文档,你可以下载 HTML、PDF 和 PostScript 等格式的文档。
Python文档下载地址:https://www.python.org/doc/
Python安装
Window 平台安装 Python:
打开 WEB 浏览器访问https://www.python.org/downloads/windows/
- 在下载列表中选择Window平台安装包,包格式为:python-XYZ.msi 文件 , XYZ 为你要安装的版本号。
- 要使用安装程序 python-XYZ.msi, Windows 系统必须支持 Microsoft Installer 2.0 搭配使用。只要保存安装文件到本地计算机,然后运行它,看看你的机器支持 MSI。Windows XP 和更高版本已经有 MSI,很多老机器也可以安装 MSI。
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环境变量配置
程序和可执行文件可以在许多目录,而这些路径很可能不在操作系统提供可执行文件的搜索路径中。
path(路径)存储在环境变量中,这是由操作系统维护的一个命名的字符串。这些变量包含可用的命令行解释器和其他程序的信息。
Unix或Windows中路径变量为PATH(UNIX区分大小写,Windows不区分大小写)。
在Mac OS中,安装程序过程中改变了python的安装路径。如果你需要在其他目录引用Python,你必须在path中添加Python目录。
在 Windows 设置环境变量
在环境变量中添加Python目录:
在命令提示框中(cmd) : 输入 path=%path%;C:\Python 按下"Enter"。
注意: C:\Python 是Python的安装目录。
也可以通过以下方式设置:
- 右键点击"计算机",然后点击"属性"
- 然后点击"高级系统设置"
- 选择"系统变量"窗口下面的"Path",双击即可!
- 然后在"Path"行,添加python安装路径即可(我的D:\Python32),所以在后面,添加该路径即可。 ps:记住,路径直接用分号";"隔开!
- 最后设置成功以后,在cmd命令行,输入命令"python",就可以有相关显示。
查看python的版本
我们可以在命令窗口(Windows 使用 win+R 调出 cmd 运行框)使用以下命令查看我们使用的Python版本:python -V
运行Python:有三种方式可以运行Python:
1、交互式解释器:
你可以通过命令行窗口进入python并开在交互式解释器中开始编写Python代码。
你可以在Unix,DOS或任何其他提供了命令行或者shell的系统进行python编码工作。
C:>python # Windows/DOS
以下为Python命令行参数:
2、命令行脚本
在你的应用程序中通过引入解释器可以在命令行中执行Python脚本,如下所示:
$ python script.py # Unix/Linux
或者
C:>python script.py # Windows/DOS
注意:在执行脚本时,请检查脚本是否有可执行权限。
3、集成开发环境(IDE:Integrated Development Environment): PyCharm
PyCharm 是由 JetBrains 打造的一款 Python IDE,支持 macOS、 Windows、 Linux 系统。
PyCharm 功能 : 调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制……